(20分)如圖所示,ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,AB是半徑為R=15m的1/4圓周軌道,半徑OA處于水平位置,BDO是直徑為15m的半圓軌道,DBDO軌道的中央.一個(gè)小球PA點(diǎn)的正上方距水平半徑OAH處自由落下,沿豎直平面內(nèi)的軌道通過D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力等于其重力的14/3倍.取g為10m/s2.

   (1)H的大;

   (2)試討論此球能否到達(dá)BDO軌道的O點(diǎn),并說明理由;

   (3)小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到軌道上的速度的大小是多少.

                     。

解析:(1)小球從H高處自由落下,進(jìn)入軌道,沿BDO軌道做圓周運(yùn)動(dòng),小球受重力和軌道的支持力.設(shè)小球通過D點(diǎn)的速度為v,通過D點(diǎn)時(shí)軌道對小球的支持力為F(大小等于小球?qū)壍赖膲毫Γ┨峁┧鰣A周運(yùn)動(dòng)的向心力,即 ①(2分)

小球從P點(diǎn)落下一直到沿光滑軌道運(yùn)動(dòng)的過程中,機(jī)械能守恒有,

②(2分)

由①②解得高度m(1分)

(2)設(shè)小球能夠沿豎直軌道運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的最小速度為v0,則有③(2分)

小球至少應(yīng)從H0高處落下,④(1分)

由③④可得(1分)

H>H0,小球可以通過O點(diǎn). (1分)

 (3)小球由H落下通過O點(diǎn)的速度為m/s(1分)

小球通過O點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)小球經(jīng)過時(shí)間t落到AB圓弧軌道上,

建立圖示的坐標(biāo)系,有 ⑤(1分)

⑥(1分) 且⑦(1分)

由⑤⑥⑦可解得時(shí)間t=1s(負(fù)解舍去)(1分)

落到軌道上速度大小為m/s(1分)

 


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,ABDO是處于豎直平面的光滑軌道,AB是半徑為R=15m的1/4圓周軌道,半徑OA處于水平位置,BDO是直徑為15m的半圓軌道.一個(gè)小球P從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H處自由落下,由A點(diǎn)進(jìn)入豎直平面內(nèi)的軌道,當(dāng)小球通過最高點(diǎn)O時(shí),小球與軌道間作用力為重力的5/3倍.取g=10m/s2.求:
(1)計(jì)算小球下落的高度H是多少?
(2)經(jīng)軌道運(yùn)動(dòng)后,再次落到軌道上的速度的大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?東城區(qū)一模)如圖所示,ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,AB是半徑為R=15m的
1
4
圓周軌道,半徑OA處于水平位置,BDO是直徑為15m的半圓軌道,D為BDO軌道的中央.一個(gè)小球P從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H處自由落下,沿豎直平面內(nèi)的軌 道通過D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力等于其重力的
14
3
倍.取g=10m/s2
(1)H的大。
(2)試討論此球能否到達(dá)BDO軌道的O點(diǎn),并說明理由.
(3)小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到軌道上的速度的大小是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,ABDO是處于豎直平面內(nèi)的固定光滑軌道,AB是半徑為R=15m的
14
圓周軌道,半徑OA處于水平位置,BDO是半徑為 r=7.5m的光滑的半圓形圓管軌道(圓管內(nèi)徑可忽略).一個(gè)小球P(小球直徑比圓管內(nèi)徑略小)從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H=10m處自由下落,g取10m/s2,空氣阻力不計(jì).求:
(1)達(dá)到BDO軌道的O點(diǎn)的速度大小.
(2)小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到AB軌道上的速度大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,AB是半徑為R=15m的
14
圓周軌道,半徑OA處于水平位置,BDO是直徑為15m的半圓軌道.一個(gè)小球P(可看成質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H=10m處自由落下,沿豎直平面內(nèi)的軌道通過AB段.(取g=10m/s2.)
(1)試討論小球P能否到達(dá)BDO軌道的O點(diǎn),并說明理由.若能,求出小球通過O點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力.
(2)小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到軌道上的速度的大小是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,AB是半徑為R=15m的1/4圓周軌道,半徑OA處于水平位置,BDO是直徑為15m的半圓軌道,D為BDO軌道的中央。一個(gè)小球P從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H處自由落下,沿豎直平面內(nèi)的軌道通過D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力等于其重力的倍。取g=10m/s2。

(1)H的大?

(2)試討論此球能否到達(dá)BDO軌道的O點(diǎn),并說明理由。

(3)小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到軌道上的速度的大小是多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案